CN112007334B - 一种扭簧式防回弹臂力器 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种扭簧式防回弹臂力器，包括两个臂杆，两个臂杆上设置握把且远离握把的一端铰接在一起，两个臂杆的铰接轴上设置有扭簧；还包括弧形液压缸，所述弧形液压缸左右两端分别通过安全杆与两侧的臂杆销接在一起；其采用弹簧提供臂力器阻力，同时利用结构自限特性及液压力减缓臂力器失控时的回弹速度，以在不影响使用者体验感的情况下防止臂力器失控快速回弹时伤害使用者，提高臂力器安全性。

Description

一种扭簧式防回弹臂力器
技术领域
本发明涉及健身器材及体育用品技术领域，具体涉及一种扭簧式防回弹臂力器。
背景技术
随着社会经济发展和人们生活水平的提高，国人的日常生活追求中逐渐普及增加了对健身的需求，而臂力器作为便携、便宜的力量训练器械在人群尤其是青少年群体中广受喜爱。现有的臂力器所需的阻力是利用弹簧或者橡胶等材料的弹性来提供，此类臂力器结构简单、使用方便，阻力大小可选择不同大小的弹簧来选择，另外，目前也出现了一类液压式臂力器，其通过液压力提供臂力器的阻力，但是该类臂力器克服液压力做功，相较于传统的弹簧式臂力器，使用液压臂力器时的弯压速率较慢，使用体验感交差，因此目前仍以弹簧式臂力器使用范围较广。
但是目前的弹簧式臂力器在弯曲到最大程度时，弹簧受力也处于最大状态，此时如果力量不济或手心汗滑，无法握紧臂力器手把时，臂力器会在弹簧力下以极快速度弹簧，很容易弹伤使用者的下巴、牙齿或手指等脆弱部位，使用危险性较大。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种扭簧式防回弹臂力器，采用弹簧提供臂力器阻力，同时利用结构自限特性及液压力减缓臂力器失控时的回弹速度，以在不影响使用者体验感的情况下防止臂力器失控快速回弹时伤害使用者，提高臂力器安全性。
本发明采用的技术方案如下：一种扭簧式防回弹臂力器，其特征在于，包括两个臂杆，两个臂杆上设置握把且远离握把的一端铰接在一起，两个臂杆的铰接轴上设置有扭簧；还包括弧形液压缸，所述弧形液压缸左右两端分别通过安全杆与两侧的臂杆销接在一起。
所述臂杆一端设有握把、另一端设置有铰接头，两个臂杆通过铰接头铰接在一起，所述臂杆的杆体上设置有贯穿杆体的销轴孔；所述安全杆由一段弧形滑槽和一段弧形活塞杆组成，弧形滑槽和弧形活塞杆的弧度均沿圆弧角度圆滑过度，所述活塞杆远离弧形滑槽的一端设置有活塞，活塞上设置有多个液流孔，所述液流孔可供液体从活塞的一侧过流至另一侧；所述安全杆的弧形滑槽通过止弹销连接到臂杆的销轴孔处，实现安全杆与臂杆的连接。
所述止弹销由圆柱段、椭圆段和限位盖依次连接组成，所述椭圆段与弧形滑槽配合实现安全杆与止弹销的连接，具体的，所述弧形滑槽的宽度略大于所述椭圆段的截面椭圆的短轴长度且小于该截面椭圆的长轴长度，使得所述椭圆段可插入弧形滑槽内且可沿弧形滑槽滑动；所述圆柱段为直径小于椭圆段截面椭圆短轴的圆柱，其插入臂杆的销轴孔内且可在销轴孔内转动，所述圆柱段插入销轴孔后的端部通过螺栓限位，防止圆柱段脱落；所述限位盖为直径大于椭圆段截面椭圆短轴的圆柱且大于弧形滑槽的宽度的圆板状结构，其设置与椭圆段远离圆柱段的一端，用于防止将椭圆段插入弧形滑槽后两者的位置脱落。
所述弧形液压缸整体呈一端弧段，两个安全杆的活塞杆设置有活塞的一端伸入弧形液压缸内部，且活塞可沿弧形液压缸的缸体内部滑动，即弧形液压缸的弧度角度与活塞杆的弧度角度沿圆弧角度圆滑过度。所述弧形液压缸的缸体内部中间位置还设置有限位凸起，所述限位凸起用于组织活塞继续向远离其活塞杆的一侧滑动。
所述铰接头由两个并列设置的限位侧壁和连接两个限位侧壁的挡板组成，所述限位侧壁的端部设置有铰接孔，所述臂杆的杆体伸入两个限位侧壁和挡板构成的空间内，且臂杆的杆体与铰接头固定连接在一起，具体的，所述杆体焊接在铰接头内部U型空间，或者杆体与铰接头通过螺栓紧固连接；所述铰接轴主体为圆环形柱体结构，其两端连接有限位螺栓，所述铰接轴的圆环形主体结构穿过两个限位侧壁上的铰接孔从而将两个铰接头铰接在一起，且通过铰接轴两端的限位螺栓限位，防止两个铰接头的脱离。所述铰接轴位于铰接头限位侧壁最内部的圆环形主体结构上设置有一个或多个扭簧，所述扭簧的两端分别抵接于两个铰接头的挡板内侧，所述扭簧提供使得两个臂杆伸展至最大角度的初始力矩，当使用者使用臂力推压两个臂杆时，扭簧提供运动阻力，所述扭簧可根据实际力矩大小的需要选用不同粗度、不同数量的扭簧组合。
使用时，双手分别握紧两个臂杆的握把，双臂用力向内挤压臂力器，克服臂杆端部的扭簧的阻力使得其向两个臂杆之间夹角变小的状态变化，期间臂杆中间位置的止弹销在安全杆的弧形滑槽内沿弧形滑槽滑动，止弹销的圆柱段绕销轴孔不断转动以调整止弹销椭圆段截面椭圆长轴的倾斜角度，使椭圆段实时适应弧形滑槽的角度变化，在此过程中，活塞受力较小，其移动幅度很小；当止弹销与弧形滑槽临近活塞杆的端部接触后，随着两个臂杆之间夹角进一步减小，活塞杆推动活塞向弧形液压缸内侧移动，活塞移动过程中，弧形液压缸内侧的液压油透过活塞上的液流孔从而移动到活塞的临近活塞杆的一侧。
当使用者释放臂力时，扭簧的回复弹力控制两个臂杆向相互展开的状态移动，止弹销沿弧形滑槽向外滑动、活塞向外滑动使得液压油从活塞左侧通过液流孔回流至活塞右侧。
当使用者在意外情况下突然释放臂力时，如握把因手滑而滑出，臂杆受扭簧弹力向外回弹，由于止弹销与弧形滑槽的配合部分是椭圆段，止弹销在弧形滑槽内滑动速度过快时，圆柱段的转动速度无法及时调整椭圆段截面椭圆长轴的倾斜角度，导致椭圆段在弧形滑槽内滑动过快时会出现椭圆段在弧形滑槽内相对转动的运动倾向，即椭圆段的截面椭圆的长轴相对于弧形滑槽的宽度发生干涉，阻碍椭圆段在弧形滑槽内的快速滑动，防止臂杆快速回弹损伤人体；同时活塞上的液流孔的过流速度有限，使得活塞回弹速度过快时，活塞两侧的压力差会阻碍其过快回弹。
本发明的优点在于：
1、可搭配不同粗度、不同数量的扭簧用以提供臂力器的阻力，制造时可仅控制扭簧的规格变化，方便加工制造的批量化生产；
2、使用者可随锻炼进度而自行更换扭簧，以提高或减小臂力器阻力，使用更加方便；
3、止弹销与弧形滑槽的配合不妨碍使用者操作臂杆，同时在臂杆失控快速回弹时，借助止弹销的特殊结构设计，与弧形滑槽形成结构干涉，阻碍其快速弹回，提供臂力器的使用安全性。
附图说明
图1是本发明臂力器整体结构示意图；
图2是本发明安全杆结构示意图；
图3是本发明臂杆结构示意图；
图4是本发明止弹销结构示意图；
图5是本发明铰接头结构示意图；
图6是本发明铰接轴结构示意图；
图7是本发明臂力器铰接部位示意图；
图8是本发明弧形液压缸结构示意图；
图中：1、臂杆，2、安全杆，2-1、弧形滑槽，2-2、活塞杆，2-3、活塞，2-4、液流孔，3、止弹销，3-1、椭圆段，3-2、圆柱段，3-3、限位盖，4、销轴孔，5、铰接头，5-1、铰接孔，5-2、限位侧壁，5-3、挡板，6、铰接轴，7、弧形液压缸，8、扭簧。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方法，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
参阅附图，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的位置限定用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，是本发明臂力器整体结构示意图，本发明的扭簧式防回弹臂力器，其包括左右两个臂杆1，两个臂杆1上设置握把且远离握把的一端铰接在一起，两个臂杆1的铰接轴上设置有扭簧；还包括弧形液压缸，所述弧形液压缸左右两端分别通过安全杆与左右两侧的臂杆1销接在一起。
图2是本发明的安全杆结构示意图，图3是本发明臂杆结构示意图，如图所示，所述臂杆1一端设有握把、另一端设置有铰接头5，两个臂杆1通过铰接头5铰接在一起，所述臂杆1的杆体上设置有贯穿杆体的销轴孔4；所述安全杆2由一段弧形滑槽2-1和一段弧形活塞杆2-2组成，弧形滑槽2-1和弧形活塞杆2-2的弧度均沿圆弧角度圆滑过度，所述活塞杆2-2远离弧形滑槽2-1的一端设置有活塞2-3，活塞2-3上设置有多个液流孔2-4，所述液流孔2-4可供液体从活塞2-3的一侧过流至另一侧；所述安全杆2的弧形滑槽2-1通过止弹销3连接到臂杆1的销轴孔4处，实现安全杆与臂杆的连接。
如图4所示，是本发明止弹销结构示意图，所述止弹销3由圆柱段3-2、椭圆段3-1和限位盖3-3依次连接组成，所述椭圆段3-1与弧形滑槽2-1配合实现安全杆与止弹销3的连接，具体的，所述弧形滑槽2-1的宽度略大于所述椭圆段3-1的截面椭圆的短轴长度且小于该截面椭圆的长轴长度，使得所述椭圆段3-1可插入弧形滑槽2-1内且可沿弧形滑槽3-1滑动；所述圆柱段3-2为直径小于椭圆段3-1截面椭圆短轴的圆柱，其插入臂杆1的销轴孔4内且可在销轴孔4内转动，所述圆柱段3-2插入销轴孔4后的端部通过螺栓限位，防止圆柱段3-2脱落；所述限位盖3-3为直径大于椭圆段3-1截面椭圆短轴的圆柱且大于弧形滑槽2-1的宽度的圆板状结构，其设置与椭圆段3-1远离圆柱段3-2的一端，用于防止将椭圆段3-1插入弧形滑槽2-1后两者的位置脱落。
图5是本发明铰接头结构示意图，图6是本发明铰接轴结构示意图，如图所示，所述铰接头5由两个并列设置的限位侧壁5-2和连接两个限位侧壁5-2的挡板5-3组成，所述限位侧壁5-2的端部设置有铰接孔，所述臂杆1的杆体伸入两个限位侧壁5-2和挡板5-3构成的空间内，且臂杆1的杆体与铰接头5固定连接在一起，具体的，所述杆体焊接在铰接头5内部U型空间，或者杆体与铰接头5通过螺栓紧固连接；所述铰接轴6主体为圆环形柱体结构，其两端连接有限位螺栓，所述铰接轴6的圆环形主体结构穿过两个限位侧壁5-2上的铰接孔从而将两个铰接头5铰接在一起，且通过铰接轴6两端的限位螺栓限位，防止两个铰接头5的脱离。结合图7对本发明的铰接部分进一步介绍如下，图7是本发明臂力器铰接部分示意图，所述铰接轴6位于铰接头5限位侧壁5-2最内部的圆环形主体结构上设置有一个或多个扭簧8，所述扭簧8的两端分别抵接于两个铰接头5的挡板5-3内侧，所述扭簧8提供使得两个臂杆1伸展至最大角度的初始力矩，当使用者使用臂力推压两个臂杆1时，扭簧8提供运动阻力，所述扭簧8可根据实际力矩大小的需要选用不同粗度、不同数量的扭簧组合。
图8是本发明弧形液压缸结构示意图，如图所示，所述弧形液压缸7整体呈一端弧段，两个安全杆2的活塞杆2-2设置有活塞2-3的一端伸入弧形液压缸7内部，且活塞2-3可沿弧形液压缸7的缸体内部滑动，即弧形液压缸7的弧度角度与活塞杆2-3的弧度角度沿圆弧角度圆滑过度。所述弧形液压缸7的缸体内部中间位置还设置有限位凸起，所述限位凸起用于组织活塞2-3继续向远离其活塞杆的一侧滑动。
下面结合附图1-8对本发明臂力器的使用过程介绍如下：
使用者双手分别握紧两个臂杆1的握把，双臂用力向内挤压臂力器，克服臂杆1端部的扭簧8的阻力使得其向两个臂杆1之间夹角变小的状态变化，期间臂杆1中间位置的止弹销3在安全杆2的弧形滑槽2-1内沿弧形滑槽滑动，止弹销3的圆柱段3-2绕销轴孔4不断转动以调整止弹销椭圆段3-1截面椭圆长轴的倾斜角度，使椭圆段3-1实时适应弧形滑槽2-1的角度变化，在此过程中，活塞2-3受力较小，其移动幅度很小；当止弹销3与弧形滑槽2-1临近活塞杆2-2的端部接触后，随着两个臂杆1之间夹角进一步减小，活塞杆2-2推动活塞2-3向弧形液压缸7内侧移动，活塞2-3移动过程中，弧形液压缸7内侧的液压油透过活塞2-3上的液流孔2-4从而移动到活塞2-3的临近活塞杆2-2的一侧，结合图8中活塞2-3为例，即液压油从活塞2-3的右侧不断向左侧移动，以保持活塞2-3两侧液压力一致。
当使用者释放臂力时，扭簧8的回复弹力控制两个臂杆1向相互展开的状态移动，止弹销3沿弧形滑槽2-1向外滑动、活塞2-3向外滑动使得液压油从活塞2-3左侧通过液流孔2-4回流至活塞2-3右侧。
当使用者在意外情况下突然释放臂力时，如握把因手滑而滑出，臂杆1受扭簧8弹力向外回弹，由于止弹销3与弧形滑槽2-1的配合部分是椭圆段3-1，止弹销3在弧形滑槽2-1内滑动速度过快时，圆柱段3-2的转动速度无法及时调整椭圆段3-1截面椭圆长轴的倾斜角度，导致椭圆段3-1在弧形滑槽2-1内滑动过快时会出现椭圆段3-1在弧形滑槽内相对转动的运动倾向，即椭圆段3-1的截面椭圆的长轴相对于弧形滑槽2-1的宽度发生干涉，阻碍椭圆段3-1在弧形滑槽2-1内的快速滑动，防止臂杆1快速回弹损伤人体；同时活塞2-3上的液流孔2-4的过流速度有限，使得活塞2-3回弹速度过快时，活塞2-3两侧的压力差会阻碍其过快回弹。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可作出的各种等效结构或等效流程的修改或变形，或直接或间接运用到其他相关的技术领域，仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种扭簧式防回弹臂力器，其特征在于，包括两个臂杆，两个臂杆上设置握把且远离握把的一端铰接在一起，两个臂杆的铰接轴上设置有扭簧，所述扭簧提供两个臂杆的握把相互靠拢的阻力；还包括弧形液压缸，所述弧形液压缸左右两端分别通过安全杆与两侧的臂杆销接在一起；
所述臂杆一端设有握把、另一端设置有铰接头，两个臂杆通过铰接头铰接在一起，所述臂杆的杆体上设置有贯穿杆体的销轴孔；所述安全杆由一段弧形滑槽和一段弧形活塞杆组成，弧形滑槽和弧形活塞杆的弧度均沿圆弧角度圆滑过度，所述活塞杆远离弧形滑槽的一端设置有活塞，活塞上设置有多个液流孔；所述安全杆的弧形滑槽通过止弹销连接到臂杆的销轴孔处，实现安全杆与臂杆的连接；
所述止弹销由圆柱段、椭圆段和限位盖依次连接组成，所述椭圆段与弧形滑槽配合实现安全杆与止弹销的连接，所述弧形滑槽的宽度略大于所述椭圆段的截面椭圆的短轴长度且小于该截面椭圆的长轴长度，使得所述椭圆段可插入弧形滑槽内且可沿弧形滑槽滑动；所述圆柱段为直径小于椭圆段截面椭圆短轴的圆柱，其插入臂杆的销轴孔内且可在销轴孔内转动，所述圆柱段插入销轴孔后的端部通过螺栓限位，防止圆柱段脱落；所述限位盖为直径大于椭圆段截面椭圆短轴的圆柱且大于弧形滑槽的宽度的圆板状结构，其设置于椭圆段远离圆柱段的一端，用于防止将椭圆段插入弧形滑槽后两者的位置脱落；
所述弧形液压缸整体呈一段弧段，两个安全杆的活塞杆设置有活塞的一端伸入弧形液压缸内部，且活塞可沿弧形液压缸的缸体内部滑动；
所述弧形液压缸的缸体内部中间位置还设置有限位凸起，所述限位凸起用于阻止活塞继续向远离其活塞杆的一侧滑动。
2.根据权利要求1所述的扭簧式防回弹臂力器，其特征还在于，所述扭簧可根据实际力矩大小的需要选用不同粗度、不同数量的扭簧组合。
3.根据权利要求1-2任一项所述的扭簧式防回弹臂力器，其特征还在于，所述铰接头由两个并列设置的限位侧壁和连接两个限位侧壁的挡板组成，所述限位侧壁的端部设置有铰接孔，所述臂杆的杆体伸入两个限位侧壁和挡板构成的空间内，且臂杆的杆体与铰接头固定连接在一起。
4.根据权利要求1-2任一项所述的扭簧式防回弹臂力器，其特征还在于，所述铰接轴主体为圆环形柱体结构，其两端连接有限位螺栓，所述铰接轴的圆环形柱体结构穿过两个限位侧壁上的铰接孔从而将两个铰接头铰接在一起，且通过铰接轴两端的限位螺栓限位，防止两个铰接头的脱离。
5.根据权利要求3所述的扭簧式防回弹臂力器，其特征还在于，所述杆体焊接在铰接头内部U型空间，或者杆体与铰接头通过螺栓紧固连接。
6.根据权利要求4所述的扭簧式防回弹臂力器，其特征还在于，所述铰接轴位于铰接头限位侧壁最内部的圆环形柱体结构上设置有一个或多个扭簧，所述扭簧的两端分别抵接于两个铰接头的挡板内侧。
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